KR20100023538A - Manufacturing method of solid state reagent and microfluidic device accommodating the reagebt therein - Google Patents

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송미정
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조윤경
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Abstract

PURPOSE: A method for manufacturing a solid reagent and a microfluidic device receiving the solid reagent are provided to manufacture a frozen and dried solid reagent by eliminating moisture from the frozen reagent after injecting a liquid reagent into a receiving part and freezing the reagent and to receive the frozen and dried solid reagent. CONSTITUTION: A method for manufacturing a solid reagent comprises: a step of preparing a mold in which a plurality of reagent receiving parts(301) are included; a step of injecting a liquid reagent into a plurality of the reagent receiving parts; a step of freezing the liquid reagent; a step of separating the frozen reagent from the mold; and a step of eliminating a moisture from the frozen reagent and drying the reagent. The step for drying the reagent includes a step of sublimating the moisture which is contained in the frozen reagent.

Description

고상 시약의 제조방법 및 고상 시약을 수용하는 미세유동장치{Manufacturing method of solid state reagent and microfluidic device accommodating the reagebt therein}Manufacturing method of solid state reagent and microfluidic device accommodating the reagebt therein

액상 시약으로부터 고상 시약을 제조하는 방법 및 고상 시약을 수용하는 미세유동장치가 개시된다. A method of preparing a solid phase reagent from a liquid phase reagent and a microfluidic device containing the solid phase reagent are disclosed.

환경 모니터링, 식품 검사, 의료 진단 분야 등 다양한 응용 분야에서 시료를 분석하는 다양한 방법들이 개발되어 있으나, 기존의 검사방법은 많은 수작업과 다양한 장비들을 필요로 한다. 정해진 프로토콜(protocol)에 의한 검사를 수행하기 위하여, 숙련된 실험자가 수 회의 시약 주입, 혼합, 분리 및 이동, 반응, 원심분리 등의 다양한 단계를 수작업으로 진행해야 하며, 이러한 검사 방법은 검사결과의 오류를 유발하는 원인이 된다.Various methods of analyzing samples have been developed in various application fields such as environmental monitoring, food inspection, and medical diagnostics. However, existing inspection methods require a lot of manual work and various equipment. In order to perform the test according to a predetermined protocol, a skilled experimenter must manually perform various steps such as injecting, mixing, separating and moving reagents, reaction, and centrifugation several times. It causes the error.

검사를 신속히 수행하기 위해서는 숙련된 임상병리사가 필요하다. 숙련된 임상병리사라 하더라도 여러 가지 검사를 동시에 수행하는 데는 많은 어려움이 따른다. 그러나, 응급 환자에 대한 진단에 있어서, 빠른 검사 결과는 빠른 응급조치를 위해 필요하다. 따라서, 상황에 따라 필요한 여러 가지 병리학적 검사를 동시에, 그리고 빠르고 정확하게 수행할 수 있는 장치가 요구된다.Skilled clinical pathologists are needed to perform the test quickly. Even experienced clinical pathologists have a lot of difficulties in performing several tests simultaneously. However, in the diagnosis of emergency patients, quick test results are necessary for quick first aid. Therefore, there is a need for an apparatus capable of simultaneously and quickly and accurately performing various pathological examinations necessary for a situation.

기존의 병리학적 검사의 경우에도 크고 고가인 자동화 장비가 사용되며, 상대적으로 많은 양의 혈액 등의 검사물질이 요구된다. 시간도 많이 걸려서 환자로부터 검사물질을 채취한 후, 짧게는 2~3일에서 길게는 1~2주 후에나 결과를 받아 보게 된다. In the case of conventional pathological examination, large and expensive automation equipment is used, and a relatively large amount of test substance such as blood is required. It takes a long time to collect the test substance from the patient, and then receive the results in as little as 2-3 days or as long as 1-2 weeks.

이러한 문제점을 개선하기 위해, 필요에 따라서 한 명 또는 소수의 환자로부터 채취한 검사물질을 신속하게 분석할 수 있는 소형화되고 자동화된 장비가 개발되어 있다. 일 예로서, 디스크형의 미세유동장치에 혈액을 주입하고 이 미세유동장치를 회전시키면 원심력에 의하여 혈청 분리가 일어난다. 분리된 혈청을 일정액의 희석액과 혼합하여 역시 디스크형 미세유동장치 내의 다수의 반응 챔버로 이동시킨다. 다수의 반응 챔버에는 혈액 검사 항목별로 서로 다른 시약이 미리 주입되어 있어, 혈청과 반응하여 소정의 색상을 내게 된다. 이 색상의 변화를 검출함으로써 혈액 분석을 수행할 수 있다. To remedy this problem, miniaturized and automated equipment has been developed that can rapidly analyze test materials taken from one or a few patients as needed. As an example, when blood is injected into a disk-type microfluidic device and the microfluidic device is rotated, serum separation occurs by centrifugal force. The separated serum is mixed with a certain amount of diluent and transferred to a number of reaction chambers in the disk-like microfluidic device as well. In the plurality of reaction chambers, different reagents are pre-injected for each blood test item, and react with the serum to give a predetermined color. Blood analysis can be performed by detecting this color change.

문제는 시약을 액체 상태로 보관하는 것이 반드시 용이한 것이 아니라는 점이다. US 5,776,563호에는 동결 건조된 시약을 보관하였다가 혈액 분석이 필요한 경우에 필요한 양만큼 디스크형 미세유동장치 내의 반응 챔버에 삽입하여 사용하는 방법이 제시되어 있다. The problem is that keeping the reagents in the liquid state is not necessarily easy. US 5,776,563 describes a method for storing lyophilized reagents and inserting them into the reaction chamber in a disk-type microfluidic device in the required amount when blood analysis is required.

액상시약으로부터 고상시약을 제조하는 방법 및 고상시약을 수용하는 미세유동장치가 제공된다.Provided are a method for preparing a solid reagent from a liquid reagent and a microfluidic device containing the solid reagent.

본 발명의 일 실시예에 따른 고상시약의 제조방법은,복수의 시약 수용부가 형성된 몰드를 준비하는 단계; 상기 복수의 시약 수용부에 액상 시약을 주입하는 단계; 상기 액상 시약을 동결시키는 단계; 동결된 상기 시약을 상기 몰드로부터 분리하는 단계; 상기 동결된 시약의 수분을 제거하여 건조시키는 단계;를 포함한다.A solid phase reagent manufacturing method according to an embodiment of the present invention, preparing a mold having a plurality of reagent receiving portion; Injecting a liquid reagent into the plurality of reagent receivers; Freezing the liquid reagent; Separating the frozen reagent from the mold; It includes; drying by removing the moisture of the frozen reagent.

일 실시예로서, 상기 건조시키는 단계는, 상기 동결된 시약에 포함된 수분을 승화시키는 단계를 포함할 수 있다.As an embodiment, the drying may include subliming water contained in the frozen reagent.

일 실시예로서, 상기 액상 시약을 검사에 사용되는 농도 이상의 농도로 농축하여 상기 복수의 시약 수용부에 주입할 수 있다. In one embodiment, the liquid reagent may be concentrated to a concentration above the concentration used for the test and injected into the plurality of reagent receiving portions.

일 실시예로서, 상기 복수의 시약 수용부에는 적어도 두 종류 이상의 액상 시약이 수용될 수 있다.In one embodiment, at least two or more types of liquid reagents may be accommodated in the plurality of reagent accommodation portions.

일 실시예로서, 상기 복수의 수용부의 형상은 적어도 두 종류 이상일 수 있다.In one embodiment, the shape of the plurality of accommodation portion may be at least two kinds.

일 실시예로서, 상기 몰드는 유연한 재질일 수 있다.In one embodiment, the mold may be a flexible material.

일 실시예로서, 상기 시약은, 혈청(serum), AST(aspartate aminotransferase), ALB(Albumin), ALP(Alanine Phosphatase), ALT(alanine aminotransferase), AMY(Amylase), BUN(Urea Nitrogen), Ca++(calcium), CHOL(Total Cholesterol), CK(Creatin Kinase), Cl-(Chloide), CREA(Creatinine), D-BIL(Direct Bilirubin), GGT(Gamma Glutamyl Transferase), GLU(Glucose), HDL(High-Density Lipoprotein cholesterol), K+(Potassium), LDH(Lactate Dehydrogenase), LDL(Low-Density Lipoprotein cholesterol), Mg(Magnesium), PHOS(Phosphorus), Na+(Sodium), TCO2(Total Carbon Dioxide), T-BIL(Total Bilirubin), TP(Total Protein), TRIG(Triglycerides), UA(Uric Acid), ALB(Albumin), TP(Total Protein) 를 검사하기 위한 시약 중에서 선택될 수 있다.In one embodiment, the reagent is serum, aspartate aminotransferase (AST), Albumin (ALB), Alanine Phosphatase (ALP), alanine aminotransferase (ALT), AMY (Amylase), BUN (Urea Nitrogen), Ca ++ ( Calcium, CHOL (Total Cholesterol), CK (Creatin Kinase), Cl- (Chloide), CREA (Creatinine), D-BIL (Direct Bilirubin), GGT (Gamma Glutamyl Transferase), GLU (Glucose), HDL (High- Density Lipoprotein cholesterol, K + (Potassium), LDH (Lactate Dehydrogenase), LDL (Low-Density Lipoprotein cholesterol), Mg (Magnesium), PHOS (Phosphorus), Na + (Sodium), TCO2 (Total Carbon Dioxide), T-BIL (Total Bilirubin), TP (Total Protein), TRIG (Triglycerides), UA (Uric Acid), ALB (Albumin), TP (Total Protein) can be selected from the reagents for testing.

일 실시예로서, 상기 액상 시약에는 필러가 첨가될 수 있다. 일 실시예로서, 상기 필러는 BSA(bovine serum albumin), PEG(polyethylene glycol), 덱스트란(dextran), 마니톨(mannitol), 폴리 알코올(polyalcohol), 미요-이노시톨(myo-inositol), 시트릭 산(citric acid), EDTA2Na(ethylene diamine tetra acetic acid disodium salt), BRIJ-35(polyoxyethylene glycol dodecyl ether) 중에서 선택될 수 있다.In one embodiment, a filler may be added to the liquid reagent. In one embodiment, the filler may be bovine serum albumin (BSA), polyethylene glycol (PEG), dextran, mannitol, polyalcohol, myo-inositol, citric Acid (citric acid), EDTA2Na (ethylene diamine tetra acetic acid disodium salt), BRIJ-35 (polyoxyethylene glycol dodecyl ether) can be selected.

일 실시예로서, 상기 액상 시약에는 계면활성제가 첨가될 수 있다. 일 실시예로서, 상기 계면활성제는 폴리에틸렌(polyoxyethylene), 라우릴 에테르(lauryl ether), 옥토옥시놀(octoxynol), 폴리에틸렌 알킬 알코올(polyethylene alkyl alcohol), 노닐페놀 폴리에틸렌 클리콜 에테르; 에틸렌 옥사이드(nonylphenol polyethylene glycol ether; ethylene oxid), 에톡실레이티드 크리데실 알코올(ethoxylated tridecyl alcohol), 폴리옥시에틸렌 노닐페닐 에테르 포스페이트 소듐 염(polyoxyethylene nonylphenyl ether phosphate sodium salt), 소듐 도데실 설페이트(sodium dodecyl sulfate) 중에서 선택될 수 있다.In one embodiment, a surfactant may be added to the liquid reagent. In one embodiment, the surfactant is a polyethylene (polyoxyethylene), lauryl ether (lauryl ether), octooxynol (octoxynol), polyethylene alkyl alcohol, nonylphenol polyethylene glycol ether; Ethylene oxide (ethylene oxid), ethoxylated tridecyl alcohol, polyoxyethylene nonylphenyl ether phosphate sodium salt, sodium dodecyl sulfate sulfate).

본 발명의 일 실시예에 따른 미세유동장치는, 검사대상인 시료가 수용되는 시료챔버; 희석액이 수용되는 희석챔버; 고상시약이 수용되는 시약챔버; 상기 챔버들을 연결하는 채널;을 포함한다.Microfluidic device according to an embodiment of the present invention, the sample chamber is accommodated the sample to be inspected; A dilution chamber in which a diluent is accommodated; A reagent chamber containing a solid phase reagent; And a channel connecting the chambers.

일 실시예로서, 상기 미세유동장치는, 상기 채널을 통한 유체의 흐름을 제어하는 밸브;를 더 구비할 수 있다. 일 실시예로서, 상기 밸브는 전자기파 에너지에 의하여 열리는 물질을 밸브물질로서 사용할 수 있다. 일 실시예로서, 상기 밸브물질은 에너지에 의하여 상이 변화되는 상전이물질 또는 열가소성 수지 중에서 선택될 수 있다. 일 실시예로서, 상기 밸브물질은 상기 상전이 물질에 분산되고 전자기파의 에너지를 흡수하여 발열하는 미세 발열입자를 포함할 수 있다.In one embodiment, the microfluidic device may further include a valve for controlling the flow of the fluid through the channel. In an embodiment, the valve may use a material opened by electromagnetic energy as a valve material. In one embodiment, the valve material may be selected from a phase change material or a thermoplastic resin whose phase is changed by energy. In one embodiment, the valve material may include fine heating particles dispersed in the phase change material and absorbing energy of electromagnetic waves to generate heat.

본 발명의 일 실시예에 따른 미세유동장치는, 복수의 챔버가 마련된 기판; 상기 복수의 챔버 중 하나 이상의 챔버에 수용되는 고상의 시약을 포함하며, 상기 고상의 시약은 정량의 시약일 수 있다.Microfluidic device according to an embodiment of the present invention, the substrate is provided with a plurality of chambers; And a solid phase reagent contained in at least one of the plurality of chambers, wherein the solid phase reagent may be a quantitative reagent.

일 실시예로서, 상기 미세유동장치는, 검사대상인 시료가 수용되는 시료챔버; 희석액이 수용되는 희석챔버; 상기 고상시약이 수용되는 복수의 시약챔버;를 포함할 수 있다.In one embodiment, the microfluidic device includes a sample chamber in which a sample to be inspected is accommodated; A dilution chamber in which a diluent is accommodated; And a plurality of reagent chambers in which the solid phase reagent is accommodated.

일 실시예로서, 상기 복수의 시약챔버에는 두 종류 이상의 상기 고상시약이 수용되며, 상기 고상시약은 그 종류에 따라 형태가 다를 수 있다.In one embodiment, two or more types of the solid reagent are accommodated in the plurality of reagent chambers, and the solid reagent may have a different shape according to its type.

일 실시예로서, 상기 미세유동장치는, 상기 복수의 챔버를 연결하는 채널; 상기 채널에 설치되어 상기 채널을 통한 유체의 흐름을 제어하는 것으로서, 고화된 상태에서 상기 채널을 막고 전자기파 에너지에 의하여 용융되어 상기 채널을 개방하는 밸브;를 더 구비할 수 있다.In one embodiment, the microfluidic device includes a channel connecting the plurality of chambers; And a valve installed in the channel to control the flow of the fluid through the channel, the valve blocking the channel in the solidified state and melting by electromagnetic wave energy to open the channel.

상기한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, 동결건조된 고상시약을 제조할 수 있으며, 동결건조된 고상 시약을 수용한 미세유동장치가 제공될 수 있다.As described above, according to embodiments of the present invention, a lyophilized solid phase reagent may be prepared, and a microfluidic device containing the lyophilized solid phase reagent may be provided.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다.  Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described embodiments of the present invention;

도 1에는 본 발명에 따른 미세유동장치의 제1실시예가 개시되어 있다. 도 2와 도 3은 도 1에 도시된 미세유동장치(100)의 제1실시예의 단면도이다. 도 1과 도 2를 보면, 플랫폼(1)에는 유체가 수용될 수 있는 공간과 유체가 흐를 수 있는 유로를 제공하기 위한 미세유동구조물이 마련된다. 플랫폼(1)은 성형이 용이하고, 그 표면이 생물학적으로 비활성인 아크릴, PMMA, COC 등의 플라스틱 소재로 만들어질 수 있다. 다만, 플랫폼(1)의 소재는 이에 한정되는 것은 아니고, 화학적, 생물학적 안정성과 광학적 투명성 그리고 기계적 가공성을 가지는 소재이면 족하다. 플랫폼(1)은 도 2에 도시된 바와 같이, 하판(11)과 상판(12)을 포함하는 2-판 구조일 수 있다. 또한 플랫폼(1)은 도 3에 도시된 바와 같이, 하판(11)과 상판(12) 사이에 유체가 수용될 수 있는 공간과 유체가 흐를 수 있는 유로를 정의하기 위한 구획판(13)이 마련된 구조일 수도 있다. 하판(11), 상판(12), 구획판(13)은 양면접착테이프 또는 접착제를 이용한 접합, 초음파 융착 등 다양한 방법에 의하여 서로 결합 될 수 있다. 이외에도 플랫폼(1)은 다양한 형태를 가질 수 있다.1 shows a first embodiment of a microfluidic device according to the present invention. 2 and 3 are cross-sectional views of the first embodiment of the microfluidic device 100 shown in FIG. 1 and 2, the platform 1 is provided with a microfluidic structure for providing a space in which the fluid can be accommodated and a flow path through which the fluid can flow. The platform 1 may be made of plastic material such as acrylic, PMMA, COC, etc., which is easy to mold and whose surface is biologically inert. However, the material of the platform 1 is not limited thereto, and any material having chemical, biological stability, optical transparency, and mechanical processability is sufficient. As shown in FIG. 2, the platform 1 may have a two-plate structure including a lower plate 11 and an upper plate 12. In addition, as shown in FIG. 3, the platform 1 is provided with a partition plate 13 for defining a space in which the fluid can be received and a flow path through which the fluid can flow between the lower plate 11 and the upper plate 12. It may be a structure. The lower plate 11, the upper plate 12, the partition plate 13 may be coupled to each other by various methods such as bonding using a double-sided adhesive tape or adhesive, ultrasonic welding. In addition, the platform 1 may have various forms.

플랫폼(1) 내에 배치된 혈액 검사를 위한 일련의 구조물들을 좀 더 상세하게 설명한다. 플랫폼(1)에는 시료챔버(10)가 마련된다. 시료챔버(10)는 시료, 예를 들면 혈액, 혈청 등을 수용하기 위한 것이다. 희석챔버(20)는 시료를 검사에 필요한 농도로 희석하기 위한 희석액을 수용하기 위한 것이다. 희석액은 예를 들면, 버퍼액 또는 DI(증류수)일 수 있다. 시약챔버(30)에는 시료에 특정 물질이 포함되어 있는지를 검출하기 위한 시약이 수용된다. A series of structures for the blood test disposed in the platform 1 will be described in more detail. The platform 1 is provided with a sample chamber 10. The sample chamber 10 is for accommodating a sample, for example, blood, serum, and the like. The dilution chamber 20 is for receiving a diluent for diluting the sample to the concentration necessary for the test. The diluent can be, for example, a buffer solution or DI (distilled water). The reagent chamber 30 contains a reagent for detecting whether a sample contains a specific substance.

시료 챔버(10)는 희석 챔버(20)와 연결된다. 희석 챔버(20)는 시약 챔버(30)와 연결된다. 밸브(51)(52)는 각각 시료 챔버(10)와 희석 챔버(20) 사이와 희석 챔버(20)와 시약 챔버(30) 사이에 위치되어 챔버들 간의 유체의 흐름을 제어하기 위한 것이다. 플랫폼(1)에는 도면으로 도시되지는 않았지만, 시료, 희석액, 시약 등을 주입하기 위한 주입구들과, 내부의 공기를 배출하기 위한 에어벤트가 마련될 수 있다.The sample chamber 10 is connected with the dilution chamber 20. The dilution chamber 20 is connected with the reagent chamber 30. Valves 51 and 52 are positioned between the sample chamber 10 and the dilution chamber 20 and between the dilution chamber 20 and the reagent chamber 30, respectively, to control the flow of fluid between the chambers. Although not shown in the drawing, the platform 1 may be provided with inlets for injecting a sample, a diluent, a reagent, and the like, and an air vent for discharging the air therein.

시약챔버(30)에는 후술하는 시료 분석 과정에서 광이 조사되는데, 플랫폼(1)의 적어도 시약챔버(30)가 위치되는 영역은 광을 통과시킬 수 있는 재료로 형성된다. The reagent chamber 30 is irradiated with light in a sample analysis process to be described later, and at least a region where the reagent chamber 30 of the platform 1 is located is formed of a material capable of passing light.

밸브(51)(52)로는 다양한 형태의 미세유동 밸브가 채용될 수 있다. 밸브는 미세유동구조 내에서의 유체의 이동속도에 의하여 개폐되는 밸브일 수 있다. 다시 말하면, 유체의 이동속도에 의하여 일정 이상의 압력이 걸리면 수동적으로 개방되는 밸브일 수 있다. 예를 들어, 미세 채널 구조를 이용하는 모세관 밸브, 사이폰 밸브, 표면을 소수성 처리한 소수성 밸브(hydrophobic valve)등이 있다. 이 경우에, 밸브는 미세유동장치의 회전속도에 의하여 제어될 수 있다. 즉, 미세유동장치의 회전속도가 증가되면 미세유동구조 내의 유체에 걸리는 압력이 증가되고, 이 압력이 일정 압력 이상이 되면 밸브가 개방되어 유체가 흐르게 된다.Various types of microfluidic valves may be employed as the valves 51 and 52. The valve may be a valve opened and closed by the moving speed of the fluid in the microfluidic structure. In other words, it may be a valve that is manually opened when a predetermined pressure or more is applied by the moving speed of the fluid. For example, there are capillary valves using a microchannel structure, siphon valves, hydrophobic valves having a hydrophobic surface treatment, and the like. In this case, the valve can be controlled by the rotational speed of the microfluidic device. That is, when the rotation speed of the microfluidic device is increased, the pressure applied to the fluid in the microfluidic structure is increased. When the pressure is higher than a predetermined pressure, the valve is opened to allow the fluid to flow.

또, 밸브는 작동 신호에 의해 외부로부터 동력을 전달받아 능동적으로 작동하는 밸브일 수 있다. 본 실시예에서는, 외부로부터 전자기파 에너지를 흡수하여 작동하는 밸브물질을 이용한 밸브가 채용된다. 밸브(51)(52)는 전자기파 에너지를 흡수하기 전에는 유체의 흐름을 차단하는, 소위 폐쇄된 밸브(normally closed valve)이다. In addition, the valve may be a valve that is actively operated by receiving power from the outside by the operation signal. In this embodiment, a valve using a valve material that absorbs electromagnetic wave energy from the outside and operates is employed. The valves 51 and 52 are so-called normally closed valves that shut off the flow of fluid before absorbing electromagnetic energy.

밸브물질로서는 COC(cyclic olefin copolymer), PMMA(polymethylmethacrylate), PC(polycarbonate), PS(polystyrene), POM(polyoxymethylene), PFA(perfluoralkoxy), PVC(polyvinylchloride), PP(polypropylene), PET(polyethylene terephthalate), PEEK(polyetheretherketone), PA(polyamide), PSU(polysulfone), 및 PVDF(polyvinylidene fluoride) 등의 열 가소성 수지가 채용될 수 있다.Valve materials include COC (cyclic olefin copolymer), PMMA (polymethylmethacrylate), PC (polycarbonate), PS (polystyrene), POM (polyoxymethylene), PFA (perfluoralkoxy), PVC (polyvinylchloride), PP (polypropylene), PET (polyethylene terephthalate) Thermoplastic resins such as polyetheretherketone (PEEK), polyamide (PA), polysulfone (PSU), and polyvinylidene fluoride (PVDF) may be employed.

또, 밸브물질로서, 상온에서 고체 상태인 상전이 물질이 채용될 수 있다. 상전이 물질은 챔버들 사이에 용융된 상태로 주입되며, 응고됨으로써 유체의 흐름을 막는다. 상전이 물질은 왁스(wax)일 수 있다. 왁스는 가열되면 용융하여 액체 상태로 변하며, 부피 팽창한다. 왁스로는, 예컨대 파라핀 왁스(paraffin wax), 마이크로크리스탈린 왁스(microcrystalline wax), 합성 왁스(synthetic wax), 또는 천 연 왁스(natural wax) 등이 채용될 수 있다. 상전이 물질은 겔(gel) 또는 열가소성 수지일 수도 있다. 겔로는, 폴리아크릴아미드(polyacrylamide), 폴리아크릴레이트(polyacrylates), 폴리메타크릴레이트(polymethacrylates), 또는 폴리비닐아미드(polyvinylamides) 등이 채용될 수 있다. As the valve material, a phase change material in a solid state at room temperature may be employed. The phase change material is injected in a molten state between the chambers and solidifies to block the flow of the fluid. The phase change material may be a wax. The wax melts when heated to turn into a liquid state and expands in volume. As the wax, for example, paraffin wax, microcrystalline wax, synthetic wax, natural wax, or the like can be employed. The phase change material may be a gel or a thermoplastic resin. As the gel, polyacrylamide, polyacrylates, polymethacrylates, polyvinylamides, or the like may be employed.

상전이 물질에는 전자기파 에너지를 흡수하여 발열하는 다수의 미세 발열입자가 분산될 수 있다. 미세 발열입자는 대략 0.1 mm 깊이와 1 mm 폭을 갖는 미세한 유체 통로를 자유롭게 통과할 수 있게 1 nm 내지 100 ㎛ 의 직경을 갖는다. 미세 발열입자는 예컨대 레이저광 등에 의하여 전자기파 에너지가 공급되면 온도가 급격히 상승하여 발열하는 성질을 가지며, 왁스에 고르게 분산되는 성질을 갖는다. 이러한 성질을 갖도록 미세 발열입자는 금속 성분을 포함하는 코어(core)와, 소수성(疏水性) 표면 구조를 가질 수 있다. 예컨대, 미세 발열입자는 Fe로 이루어진 코어와, Fe에 결합되어 Fe를 감싸는 복수의 계면활성성분(surfactant)을 구비한 분자구조를 가질 수 있다. 미세 발열입자들은 캐리어 오일(carrrier oil)에 분산된 상태로 보관될 수 있다. 소수성 표면구조를 갖는 미세 발열입자가 고르게 분산될 수 있도록 캐리어 오일도 소수성일 수 있다. 용융된 상전이 물질에 미세 발열입자들이 분산된 캐리어 오일을 부어 혼합하고, 이 혼합물질을 챔버들 사이에 주입하고 응고시킴으로써 챔버들 사이의 유체의 흐름을 막을 수 있다.In the phase change material, a plurality of fine exothermic particles absorbing electromagnetic wave energy and generating heat may be dispersed. The micro heating particles have a diameter of 1 nm to 100 μm to allow free passage through the microfluidic passage having a depth of approximately 0.1 mm and a width of 1 mm. The fine exothermic particles have a property of rapidly raising a temperature when the electromagnetic wave energy is supplied by, for example, a laser light or the like, and evenly dispersing the wax. In order to have such properties, the micro heating particles may have a core including a metal component and a hydrophobic surface structure. For example, the micro heating particle may have a molecular structure including a core made of Fe and a plurality of surfactants bound to Fe to surround Fe. The micro heating particles may be stored in a dispersed state in a carrier oil. The carrier oil may also be hydrophobic so that fine exothermic particles having a hydrophobic surface structure can be evenly dispersed. The carrier oil containing fine exothermic particles dispersed in the molten phase-transfer material may be poured and mixed, and the mixture may be injected and coagulated between the chambers to prevent the flow of fluid between the chambers.

미세 발열입자는 위에서 예로 든 중합체(polymer) 입자에 한정되는 것은 아니며, 퀀텀 도트(quantum dot) 또는 자성비드(magnetic bead)의 형태도 가능하다. 또한, 미세 발열입자는 예컨대, Al2O3, TiO2, Ta2O3, Fe2O3, Fe3O4 또는, HfO2 와 같은 미세 금속 산화물일 수 있다. 한편, 밸브(51)(52)는 미세 발열입자를 반드시 포함하여야 하는 것은 아니며, 미세 발열입자 없이 상전이 물질만으로 이루어질 수도 있다. 플랫폼(1) 외부에서 투사된 전자기파가 밸브(51)(52)에 조사될 수 있도록 상기 플랫폼(1)의 적어도 일부는 투명하다. The micro heating particles are not limited to the above-mentioned polymer particles, but may also be in the form of quantum dots or magnetic beads. In addition, the micro heating particles may be, for example, a fine metal oxide such as Al 2 O 3 , TiO 2 , Ta 2 O 3 , Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4, or HfO 2 . On the other hand, the valve 51, 52 is not necessarily to include the fine heating particles, it may be made of the phase change material only without the fine heating particles. At least part of the platform 1 is transparent so that electromagnetic waves projected from outside the platform 1 can be irradiated to the valves 51 and 52.

시약은 액체 상태로는 보존이 어렵기 때문에, 액상의 시약을 고상의 시약으로 만드는 방법으로서 액상의 시약을 일정한 형태의 틀에 주입하고 이를 동결건조시켜 일정한 크기를 갖는 비드 형태로 제조하고, 시약의 사용량에 따라 적절한 갯수의 시약 비드를 시약 챔버(30)에 주입하는 방법이 고려될 수 있다. 그러나, 동결건조법에 의하여 제조된 고상의 시약은 틀에서 꺼내는 과정에서 부서질 수 있기 때문에 일정한 크기의 시약 비드를 제조하는 것이 반드시 용이한 것은 아니다. 또, 설령, 동결건조에 의하여 시약들을 동일한 크기의 비드 형태로 제조하였다 하더라도 비드 형태의 시약을 시약챔버(30)에 주입하는 과정에서 시약이 습기에 노출되어 시약의 성능이 저하될 수도 있다.Since the reagent is difficult to be stored in the liquid state, a method of making a liquid reagent into a solid reagent is injected into a mold of a liquid phase and lyophilized to prepare a bead having a constant size. Depending on the amount used, a method of injecting an appropriate number of reagent beads into the reagent chamber 30 may be considered. However, it is not always easy to prepare reagent beads of constant size because solid reagents prepared by the lyophilization method may be broken in the process of taking out the mold. In addition, even if the reagents are prepared in the form of beads having the same size by lyophilization, the reagents may be exposed to moisture in the process of injecting the reagents in the bead form into the reagent chamber 30, thereby reducing the performance of the reagents.

상기한 문제점을 해결하기 위한 일 방안으로서, 동결 과정과 건조과정을 분리하는 방안이 고려된다. 이하, 본 실시예에 따른 고상시약의 제조방법을 상세하게 설명한다.As one method for solving the above problems, a method of separating the freezing process and the drying process is considered. Hereinafter, the manufacturing method of the solid phase reagent according to the present embodiment will be described in detail.

우선, 도 4a에 도시된 바와 같이, 복수의 시약 수용부(301)가 형성된 몰드(300)를 준비한다. 피펫 등의 주입수단을 이용하여 복수의 시약 수용부(301)에 액상의 시약을 주입한다. 액상 시약은 정량 주입될 수 있으며, 그 양의 부피 분산도는 3% 이내가 되도록 조절될 수 있다. 주입되는 시약의 부피를 작게 하기 위하여 액상 시약의 농도는 분석대상물질을 검출하는데 필요한 농도보다 높은 농도로 할 수 있다. 시약을 정량 주입한다 함은 시료로부터 분석대상물질을 검사하기 위하여 미리 설정된 양의 시약을 주입함을 의미한다. 일 예로서, 액상 시약을 정량 주입하는데 도움이 되도록 복수의 수용부에 정량을 표시하는 마킹이 마련될 수도 있다. First, as shown in FIG. 4A, a mold 300 having a plurality of reagent accommodating parts 301 is prepared. Liquid reagent is injected into the plurality of reagent accommodating portions 301 using an injection means such as a pipette. The liquid phase reagent may be metered in and the volumetric dispersion of the amount may be adjusted to be within 3%. In order to reduce the volume of the reagent to be injected, the concentration of the liquid reagent may be higher than the concentration required to detect the analyte. Dosing reagents means injecting a predetermined amount of reagents from the sample to test the analyte. As an example, a marking may be provided to indicate the quantitative amount in the plurality of receivers to help meter the liquid reagent.

예를 들어, 몰드(300)는 수 밀리미터 두께의 PDMS로 제조될 수 있다. 다만, 몰드(1)의 소재는 이에 한정되는 것은 아니고, 화학적, 생물학적 안정성과 유연성을 가지는 재료이면 족하다. 복수의 수용부(301)의 형상은 모두 동일할 수 있다. 또, 일 예로서, 복수의 수용부(301)는 서로 다른 형태를 갖는 복수의 군을 포함할 수도 있다. 이 경우에, 복수의 군에 서로 다른 종류의 시약을 수용할 수 있다. For example, mold 300 may be made of PDMS several millimeters thick. However, the material of the mold 1 is not limited thereto, and any material having chemical and biological stability and flexibility is sufficient. The shapes of the plurality of accommodation portions 301 may all be the same. In addition, as an example, the plurality of accommodation portions 301 may include a plurality of groups having different forms. In this case, different types of reagents can be accommodated in a plurality of groups.

혈액 검사를 위한 시약은 예를 들면, 혈청(serum), AST(aspartate aminotransferase), ALB(Albumin), ALP(Alanine Aminotransferese), ALT(alanine aminotransferase), AMY(Amylase), BUN(Urea Nitrogen), Ca++(calcium), CHOL(Total Cholesterol), CK(Creatin Kinase), Cl-(Chloide), CREA(Creatinine), D-BIL(Direct Bilirubin), GGT(Gamma Glutamyl Transferase), GLU(Glucose), HDL(High-Density Lipoprotein cholesterol), K+(Potassium), LDH(Lactate Dehydrogenase), LDL(Low-Density Lipoprotein cholesterol), Mg(Magnesium), PHOS(Phosphorus), Na+(Sodium), TCO2(Total Carbon Dioxide), T-BIL(Total Bilirubin), TP(Total Protein), TRIG(Triglycerides), UA(Uric Acid), ALB(Albumin), TP(Total Protein) 를 검사하기 위한 시약일 수 있다. 미세유동장치는 혈액뿐 아니라 소변 등 인체 또는 생물체로부터 채취 가능한 다양한 검사물질을 검사하는데 이용될 수 있다.Reagents for blood tests are, for example, serum, aspartate aminotransferase (AST), ALB (Albumin), Alanine Aminotransferese (ALP), alanine aminotransferase (ALT), AMY (Amylase), BUN (Urea Nitrogen), Ca ++ (calcium), CHOL (Total Cholesterol), CK (Creatin Kinase), Cl- (Chloide), CREA (Creatinine), D-BIL (Direct Bilirubin), GGT (Gamma Glutamyl Transferase), GLU (Glucose), HDL (High) -Density Lipoprotein cholesterol (K), Potassisium (K +), Lactate Dehydrogenase (LDH), Low-Density Lipoprotein cholesterol (LDL), Magnesium (Mg), Phosphorus (PHOS), Sodium (Na +), Total Carbon Dioxide (TCO2), T- It may be a reagent for testing Total Bilirubin (BIL), Total Protein (TP), Triglycerides (TRIG), Uric Acid (UA), Albumin (ALB), and Total Protein (TP). Microfluidic devices can be used to test not only blood but also various test substances that can be collected from humans or organisms such as urine.

시약에는 필러가 첨가될 수 있다. 필러는 동결 건조된 시약이 다공질 구조를 가지도록 하여, 추후에 시료와 희석액이 혼합된 희석액이 시약챔버(30)로 투입되었을 때에 쉽게 용해될 수 있도록 하기 위한 것이다. 예를 들어, 필러는 BSA(bovine serum albumin), PEG(polyethylene glycol), 덱스트란(dextran), 마니톨(mannitol), 폴리 알코올(polyalcohol), 미요-이노시톨(myo-inositol), 시트릭 산(citric acid), EDTA2Na(ethylene diamine tetra acetic acid disodium salt), BRIJ-35(polyoxyethylene glycol dodecyl ether) 중에서 선택될 수 있다. 이들 필러 중에서 시약의 종류에 따라 하나 또는 둘 이상을 선택하여 첨가할 수 있다. Fillers may be added to the reagents. The filler is intended to allow the freeze-dried reagent to have a porous structure so that it can be easily dissolved when the diluent mixed with the sample and the diluent is introduced into the reagent chamber 30 later. For example, fillers include bovine serum albumin (BSA), polyethylene glycol (PEG), dextran, mannitol, polyalcohol, myo-inositol, and citric acid ( citric acid), EDTA2Na (ethylene diamine tetra acetic acid disodium salt), and BRIJ-35 (polyoxyethylene glycol dodecyl ether). One or two or more of these fillers may be selected and added depending on the type of reagent.

시약에는 계면활성제(surfactant)가 첨가될 수 있다. 예를 들어, 계면활성제는 폴리에틸렌(polyoxyethylene), 라우릴 에테르(lauryl ether), 옥토옥시놀(octoxynol), 폴리에틸렌 알킬 알코올(polyethylene alkyl alcohol), 노닐페놀 폴리에틸렌 클리콜 에테르; 에틸렌 옥사이드(nonylphenol polyethylene glycol ether; ethylene oxid), 에톡실레이티드 크리데실 알코올(ethoxylated tridecyl alcohol), 폴리옥시에틸렌 노닐페닐 에테르 포스페이트 소듐 염(polyoxyethylene nonylphenyl ether phosphate sodium salt), 소듐 도데실 설페이트(sodium dodecyl sulfate) 중에서 선택될 수 있다. 이들 계면 활성제 중에서 시약의 종류에 따라 하나 또는 둘 이상을 선택하여 첨가할 수 있다. Surfactants may be added to the reagents. For example, the surfactant may be polyethylene, lauryl ether, octoxynol, polyethylene alkyl alcohol, nonylphenol polyethylene glycol ether; Ethylene oxide (ethylene oxid), ethoxylated tridecyl alcohol, polyoxyethylene nonylphenyl ether phosphate sodium salt, sodium dodecyl sulfate sulfate). One or two or more of these surfactants may be selected and added depending on the type of reagent.

상기한 바와 같이, 액상의 시약이 주입된 몰드(300)를 동결기에 넣고, 동결시킨다. 여기서 동결이라 함은 액상의 시약에 포함된 수분을 얼음 상태로 만든다는 것을 의미한다. As described above, the mold 300 into which the liquid reagent is injected is placed in a freezer and frozen. Freezing here means to make the water contained in the liquid reagent to the ice state.

도 4b에 도시된 바와 같이, 동결된 시약을 몰드(300)로부터 분리한다. 이 때, 시약은 얼음 상태이기 때문에 잘 부서지지 않으며, 정량의 덩어리 상태를 유지한다. As shown in FIG. 4B, the frozen reagent is separated from the mold 300. At this time, since the reagent is in an ice state, it is hard to be broken and maintains a quantitative mass.

몰드(300)로부터 분리된 동결 시약을 예를 들면 도 4c에 도시된 트레이(310)에 올려놓고, 이 트레이(310)를 동결건조기에 넣는다. 그런 다음, 수분을 제거하기 위한 건조프로그램이 수행된다. 건조 프로그램은 시약의 양이나 종류에 따라 적절히 설정될 수 있다. 건조과정은 대체로 동결된 수분이 수증기로 직접 변하는 승화를 이용하나, 건조의 전체 과정에서 승화를 꼭 이용하여야 하는 것이 아니고 일부분에서만 이용될 수도 있다. 승화를 위하여 건조 과정의 압력을 물의 3중점(6 mbar or 4.6 Torr) 이하로 낮추어 줄 수 있으나 항상 일정한 압력을 유지할 필요는 없다. 건조 과정 중의 온도는 변할 수 있으며 동결 이후 온도를 서서히 증가시키는 방법을 사용할 수 있다. The freezing reagent separated from the mold 300 is placed in, for example, the tray 310 shown in FIG. 4C, and the tray 310 is placed in a lyophilizer. Then, a drying program for removing moisture is performed. The drying program may be appropriately set according to the amount or type of reagent. The drying process generally uses sublimation, in which frozen water is directly converted into water vapor, but sublimation is not necessarily used in the whole drying process, but may be used only in part. For sublimation, the pressure of the drying process can be lowered below the triple point of water (6 mbar or 4.6 Torr), but it is not always necessary to maintain a constant pressure. The temperature during the drying process may vary and a method of slowly increasing the temperature after freezing may be used.

상기한 바와 같이, 본 실시예에 따르면, 동결과정을 먼저 수행하여 시약을 동결시킨 후에 몰드(300)에서 분리하기 때문에 시약이 잘 부서지지 않는다. 따라서, 건조 과정이 완료된 후의 고상 시약은 한 덩어리 상태를 유지할 수 있다. 또, 복수의 고상시약을 매우 용이하게 대량생산할 수 있다. 또, 정량의 한 덩어리 상태의 시약을 시약 챔버(30)에 주입할 수 있으므로 정량의 시약을 미세유동장치에 주 입하기가 매우 용이하다. As described above, according to the present embodiment, since the freezing process is first performed to freeze the reagent and then separate from the mold 300, the reagent does not break well. Thus, the solid phase reagent after the drying process is completed can maintain a lump state. In addition, a plurality of solid phase reagents can be mass-produced very easily. In addition, since the reagent in a lumped quantity can be injected into the reagent chamber 30, it is very easy to inject the quantitative reagent into the microfluidic device.

상기한 과정에 의하여 제조된 고상 시약은 하판(11)에 마련된 시약챔버(30) 또는 하판(11)과 구획판(13)에 의하여 정의되는 시약챔버(30)에 장착된다. 그런 다음, 상판(12)을 하판(11) 또는 구획판(13)과 접합함으로써 본 발명의 일 실시예에 따른 미세유동장치의 제조가 완료된다. The solid phase reagent prepared by the above process is mounted on the reagent chamber 30 provided on the lower plate 11 or the reagent chamber 30 defined by the lower plate 11 and the partition plate 13. Then, the upper plate 12 is bonded to the lower plate 11 or the partition plate 13 to complete the manufacture of the microfluidic device according to an embodiment of the present invention.

시약의 종류에 따라서는 함께 섞어서 동결건조하면 활성이 떨어질 수 있다. 분리되어야 하는 시약은 예를 들면, ALP(Alanine Aminotransferese), ALT(alanine aminotransferase), HDL(High-Density Lipoprotein cholesterol), LDL(Low-Density Lipoprotein cholesterol) 등을 검출하기 위한 시약을 들 수 있다. 생화학반응에 기질로 존재하는 물질과 효소가 동시에 존재하면 역가의 하락이 일어나므로, 이러한 종류의 약은 기질을 포함하는 시약과 효소로서 작용되는 물질을 포함하는 시약으로 분리되어야 한다. 예를 들면 ALP의 경우를 살펴보면 기질인 PNPP(p-nirophenolphosphate )는 pH 10 이상에서는 불안정하며, 반응계에서 꼭 필요한 완충액인 AMP(aminomethanpropanol) 및 DEA(diethanolamin)은 pH 11-11.5로 높으므로 분리하여 동결건조하여야 한다. Depending on the type of reagents, mixing together and lyophilizing may decrease the activity. Reagents to be separated include reagents for detecting ALP (Alanine Aminotransferese), ALT (alanine aminotransferase), HDL (High-Density Lipoprotein cholesterol), LDL (Low-Density Lipoprotein cholesterol), and the like. Since the presence of a substance and an enzyme present as a substrate in a biochemical reaction simultaneously decreases the titer, this kind of drug should be separated into a reagent containing a substrate and a reagent containing a substance acting as an enzyme. For example, in the case of ALP, the substrate, p-nirophenolphosphate (PNPP), is unstable at pH 10 or higher, and AMP (aminomethanpropanol) and DEA (diethanolamin), which are essential buffers in the reaction system, are high at pH 11-11.5 and are separated and frozen. It should be dry.

한가지 더 예를 들면 AMY의 경우 완충성분 및 기질에 염화나트륨(Nacl)이 필요하다. 그런데, 염화나트륨은 조해성이 강하고 동결건조함에 있어서 잘 동결건조되지 않고 동결되더라도 즉시 습기를 함유하여 성상이 찌그러지고 역가 하락이 일어난다.따라서, 염화나드륨은 완충액으로 따로 분리하여 제조한다. One more example, AMY requires sodium chloride (Nacl) in the buffer and substrate. However, sodium chloride is strongly deliquescent, and during freeze-drying, even if it is not lyophilized and freezes, it immediately contains moisture, distorts the properties, and lowers the potency. Therefore, sodium chloride is separately prepared with a buffer.

도 6은 미세유동장치를 이용한 분석기의 개략적 구성도이다. 도 6을 보면, 회전 구동부(510)는 미세유동장치(100)를 회전시켜 원심력에 의하여 시료와 시약 및 시약을 혼합한다. 또 회전구동부(510)는 시약챔버(30)를 검출기(520)와 대면시키기 위하여 미세유동장치(100)를 소정 위치에 정지시킨다. 회전 구동부(510)는 도면에 전부가 도시되지는 않았으나, 미세유동장치(100)의 각위치(angular position)를 제어할 수 있는 모터 드라이브(motor drive) 장치를 포함할 수 있다. 예를 들면, 모터 드라이브 장치는 스텝 모터를 이용한 것일 수도 있고, 직류 모터를 이용한 것일 수도 있다. 검출기(520)는 예를 들면 검출하고자 하는 물질의 형광, 발광특성 및/또는 흡광특성 등의 광학적 특성을 감지한다. 전자기파발생기(530)는 밸브(51)(52)를 작동시키기 위한 것으로서, 예를 들면, 레이저 광을 조사한다.6 is a schematic configuration diagram of an analyzer using a microfluidic device. Referring to FIG. 6, the rotation driver 510 rotates the microfluidic device 100 to mix a sample, a reagent, and a reagent by centrifugal force. In addition, the rotation driving unit 510 stops the microfluidic device 100 at a predetermined position in order to face the reagent chamber 30 with the detector 520. Although not shown in the drawings, the rotation driver 510 may include a motor drive device capable of controlling the angular position of the microfluidic device 100. For example, the motor drive device may be a step motor or may be a direct current motor. The detector 520 detects optical characteristics such as fluorescence, luminescence, and / or absorbance of a material to be detected, for example. The electromagnetic wave generator 530 is for operating the valves 51 and 52 and, for example, irradiates laser light.

시료분석은 다음과 같은 방법으로 진행될 수 있다. 미세유동장치(100)의 희석챔버(20)에 버퍼액 또는 증류수 등의 희석액을 주입하고, 시료챔버(10)에 피검자로부터 채취한 혈액 또는 이로부터 분리된 혈청 등의 시료를 주입한다.Sample analysis can be carried out in the following manner. A diluent such as a buffer solution or distilled water is injected into the dilution chamber 20 of the microfluidic device 100, and a sample such as blood collected from a subject or serum separated therefrom is injected into the sample chamber 10.

그런 다음, 미세유동장치(100)를 도 6에 도시된 바와 같은 분석기에 장착한다. 직접 회전구동부(510)에 장착될 수 없는 칩 타입의 미세유동장치(100)의 경우에는, 어댑터(540)에 미세유동장치(100)를 장착하고, 어댑터(540)를 회전구동부(510)에 장착할 수 있다. 이때, 유체는 시료챔버(10)쪽에서 시약챔버(30) 쪽으로 흘러야 하므로 어댑터(540)의 회전중심을 기준으로하여, 시료챔버(10)가 내측에 위치되고 시약챔버(30)는 외측에 위치되도록 미세유동장치(100)를 장착한다. 회전 구동부(510)는 미세유동장치(100)를 회전시켜, 밸브(51)를 전자기파 발생기(530)와 대면시킨다. 전자기파가 밸브(51)에 조사되면, 그 에너지에 의하여 밸브(51)를 구 성하는 밸브물질이 용융되면서 도 5에 도시된 바와 같이, 시료 챔버(10)와 희석 챔버(20) 사이의 통로가 개방된다. 시료는 원심력에 의하여 희석챔버(20)로 유입된다. 회전 구동부(510)는 미세유동장치(100)를 좌우로 흔들어 시료와 희석액을 혼합하여 시료희석액을 형성한다. 그런 다음, 역시 전자기파를 밸브(52)에 조사하여 희석 챔버(20)와 시약 챔버(30) 사이의 통로를 개방하고, 시료희석액을 시약챔버(30)로 공급한다. 그러면, 시약 카트리지(200)에 수용된 고상의시약이 시료희석액과 혼합되어 녹는다. 고상의 시약을 시료희석액과 혼합하여 녹이기 위하여 회전 구동부(510)는 미세유동장치(100)를 좌우로 수 회 흔드는 동작이 수행될 수 있다. 이에 의하여 시약챔버(30) 내에는 시약혼합물이 형성된다.Then, the microfluidic device 100 is mounted to the analyzer as shown in FIG. 6. In the case of the chip type microfluidic device 100 that cannot be directly mounted on the rotary drive unit 510, the microfluidic device 100 is mounted on the adapter 540, and the adapter 540 is mounted on the rotary drive unit 510. I can attach it. At this time, the fluid should flow from the sample chamber 10 toward the reagent chamber 30 so that the sample chamber 10 is located on the inside and the reagent chamber 30 is located on the outside based on the center of rotation of the adapter 540. The microfluidic device 100 is mounted. The rotation driver 510 rotates the microfluidic device 100 to face the valve 51 with the electromagnetic wave generator 530. When the electromagnetic wave is irradiated to the valve 51, the passage between the sample chamber 10 and the dilution chamber 20, as shown in Figure 5 while melting the valve material constituting the valve 51 by the energy Open. The sample is introduced into the dilution chamber 20 by centrifugal force. The rotary drive unit 510 shakes the microfluidic device 100 from side to side to form a sample diluent by mixing the sample and the diluent. Then, the electromagnetic wave is also irradiated to the valve 52 to open the passage between the dilution chamber 20 and the reagent chamber 30, and supply the sample diluent to the reagent chamber 30. Then, the solid reagent contained in the reagent cartridge 200 is mixed with the sample diluent to melt. In order to melt and mix the solid reagent with the sample diluent, the rotation driver 510 may shake the microfluidic device 100 from side to side several times. As a result, a reagent mixture is formed in the reagent chamber 30.

그런 다음, 시약챔버(30)를 검출기(520)와 대면시켜 검출하고자 하는 물질이 시약챔버(30) 내의 시약혼합물에 존재하는지 여부 및 그 양을 검출한다. Then, the reagent chamber 30 is faced with the detector 520 to detect whether the substance to be detected is present in the reagent mixture in the reagent chamber 30 and the amount thereof.

도 7에는 본 발명에 따른 미세유동장치의 제2실시예가 도시되어 있다. 도 7에 도시된 미세유동장치(102)는 분석기의 회전구동부(510)에 직접 장착될 수 있는 디스크 형태이다. 도 7에는 그 일부만이 도시되어 있지만, 플랫폼(1)은 원형의 디스크 형태이다. 플랫폼(1)은 도 2에 도시된 바와 같이 2-판 구조 또는 도 3에 도시된 바와 같은 3-판 구조일 수 있다.7 shows a second embodiment of the microfluidic device according to the present invention. The microfluidic device 102 shown in FIG. 7 is in the form of a disc that can be mounted directly to the rotary drive unit 510 of the analyzer. Although only a part thereof is shown in FIG. 7, the platform 1 is in the form of a circular disk. The platform 1 can be a two-plate structure as shown in FIG. 2 or a three-plate structure as shown in FIG. 3.

플랫폼(1)에는 시료챔버(10), 희석챔버(20), 및 시약챔버(30)가 마련된다. 시약챔버(30)는 시료챔버(10) 및 희석챔버(20)에 비하여 플랫폼(1)의 회전 중심으로부터 먼 위치에 위치된다. 시료챔버(10)는 희석 챔버(20)와, 희석 챔버(20)는 시약챔버(30)와 연결된다. 시료챔버(10)와 희석 챔버(20) 사이 및 희석 챔버(20)와 시약챔버(30) 사이에는 각각 밸브(51)(52)가 마련된다. 시약챔버(30)에는 고상의 시약이 수용된다. The platform 1 is provided with a sample chamber 10, a dilution chamber 20, and a reagent chamber 30. The reagent chamber 30 is located at a position far from the center of rotation of the platform 1 relative to the sample chamber 10 and the dilution chamber 20. The sample chamber 10 is connected to the dilution chamber 20, and the dilution chamber 20 is connected to the reagent chamber 30. Valves 51 and 52 are provided between the sample chamber 10 and the dilution chamber 20 and between the dilution chamber 20 and the reagent chamber 30, respectively. The reagent chamber 30 contains a solid reagent.

도 8에 도시된 미세유동장치(103)는 도 7에 도시된 미세유동장치(102) 일 변형예로서, 시료챔버(10)와 희석 챔버(20)가 시약챔버(30)와 연결된다. 시료챔버(10)와 시약 챔버(30) 사이 및 희석 챔버(20)와 시약챔버(30) 사이에는 각각 밸브(51)(52)가 마련된다. The microfluidic device 103 illustrated in FIG. 8 is a variation of the microfluidic device 102 illustrated in FIG. 7. The sample chamber 10 and the dilution chamber 20 are connected to the reagent chamber 30. Valves 51 and 52 are provided between the sample chamber 10 and the reagent chamber 30 and between the dilution chamber 20 and the reagent chamber 30, respectively.

시료분석은 다음과 같은 방법으로 진행될 수 있다. 미세유동장치(102 또는 103)의 희석챔버(20)에 버퍼액 또는 증류수 등의 액상의 희석액을 주입한다. 시료챔버(10)에 피검자로부터 채취한 혈액 또는 이로부터 분리된 혈청 등의 시료를 주입한다. Sample analysis can be carried out in the following manner. The dilution liquid 20 such as a buffer solution or distilled water is injected into the dilution chamber 20 of the microfluidic device 102 or 103. Into the sample chamber 10, a sample such as blood collected from a subject or serum separated therefrom is injected.

그런 다음, 미세유동장치(102 또는 103)를 도 6에 도시된 바와 같은 분석기의 회전구동부(510)에 장착한다. 회전 구동부(110)는 미세유동장치(102 또는 103)를 회전시킨다. Then, the microfluidic device 102 or 103 is mounted to the rotary drive unit 510 of the analyzer as shown in FIG. The rotation drive unit 110 rotates the microfluidic device 102 or 103.

다음으로, 회전구동부(510)는 밸브(51)(52)를 각각 전자기파 발생기(530)와 대면시킨다. 전자기파가 밸브(51)(52)에 조사되면, 그 에너지에 의하여 밸브(51)(52)를 구성하는 밸브 물질이 용융된다. 미세유동장치(102 또는 103)가 회전되면 원심력에 의하여 시료와 희석액은 시약챔버(30)로 유입된다. 시약 챔버(30)에 수용된 고상의 시약은 시료와 희석액이 혼합된 시료희석액과 혼합되어 녹는다. 고상의 시약을 녹이기 위하여 회전 구동부(510)는 미세유동장치(103또는 103)를 좌우로 수회 흔드는 동작을 수행할 수 있다. 그런 다음, 시약챔버(30)를 검출기(520)와 대면시켜 검출하고자 하는 물질이 시약챔버(30) 내의 시약혼합물에 존재하는지 여부 및 그 양을 검출한다. Next, the rotary drive unit 510 faces the valve 51, 52 and the electromagnetic wave generator 530, respectively. When electromagnetic waves are irradiated to the valves 51 and 52, the valve substances constituting the valves 51 and 52 are melted by the energy. When the microfluidic device 102 or 103 is rotated, the sample and the diluent are introduced into the reagent chamber 30 by centrifugal force. The solid reagent contained in the reagent chamber 30 is mixed with the sample diluent mixed with the sample and diluted to melt. In order to dissolve the solid phase reagent, the rotation driver 510 may perform an operation of shaking the microfluidic device 103 or 103 several times from side to side. Then, the reagent chamber 30 is faced with the detector 520 to detect whether the substance to be detected is present in the reagent mixture in the reagent chamber 30 and the amount thereof.

도 9에는 본 발명에 따른 미세유동장치의 제3실시예가 도시되어있다. 도 9를 보면, 본 실시예의 미세유동장치(104)는 분석기의 회전구동부(510)에 직접 장착될 수 있는 디스크 형태로서, 시료로부터 상청액을 분리하기 위한 원심분리유닛(70)을 구비한다. 예를 들어, 시료로서 전혈(whole blood)이 주입되면, 원심분리유닛(70)에 의하여 혈청과 침강물로 분리된다. 플랫폼(1)은 원형의 디스크 형태이다. 플랫폼(1)은 도 2에 도시된 바와 같이 2-판 구조 또는 도 3에 도시된 바와 같은 3-판 구조일 수 있다.9 shows a third embodiment of the microfluidic device according to the present invention. Referring to Figure 9, the microfluidic device 104 of the present embodiment is in the form of a disk that can be mounted directly on the rotary drive unit 510 of the analyzer, and has a centrifugation unit 70 for separating the supernatant from the sample. For example, when whole blood is injected as a sample, the serum and sediment are separated by the centrifugation unit 70. The platform 1 is in the form of a circular disk. The platform 1 can be a two-plate structure as shown in FIG. 2 or a three-plate structure as shown in FIG. 3.

플랫폼(1)의 중심에 가까운 쪽을 안쪽이라 하고, 중심으로부터 먼 쪽을 바깥쪽이라 한다. 플랫폼(1)의 가장 안쪽에 시료챔버(10)가 배치된다. 원심분리유닛(70)은 시료챔버(10)의 바깥쪽에 위치되는 원심 분리부(71)와, 원심 분리부(71)의 말단에는 위치되는 침강물 수집부(72)를 구비한다. 실질적으로 시료챔버(10)도 원심분리유닛(70)의 일부일 수 있다. 시료를 원심분리하면 상청액은 시료챔버(10)와 원심분리부(71)에 모이고 질량이 큰 침강물은 침강물 수집부(72)로 이동된다. The side close to the center of the platform 1 is called the inside, and the side far from the center is called the outside. The sample chamber 10 is disposed at the innermost side of the platform 1. The centrifugal separation unit 70 includes a centrifugal separator 71 positioned outside the sample chamber 10 and a sediment collector 72 positioned at the end of the centrifugal separator 71. Substantially the sample chamber 10 may also be part of the centrifuge unit 70. When the sample is centrifuged, the supernatant is collected in the sample chamber 10 and the centrifuge 71, and the large sediment is moved to the sediment collection unit 72.

희석챔버(20)에는 희석액이 수용된다. 원심분리부(71)와 희석 챔버(20)는 혼합 챔버(80)와 연결된다. 원심 분리부(71)와 혼합 챔버(80) 사이 및 희석 챔버(20)와 혼합 챔버(80) 사이에는 밸브(51)(52)가 각각 마련된다. Dilution liquid is accommodated in the dilution chamber 20. The centrifugal separator 71 and the dilution chamber 20 are connected to the mixing chamber 80. Valves 51 and 52 are respectively provided between the centrifugal separator 71 and the mixing chamber 80 and between the dilution chamber 20 and the mixing chamber 80.

플랫폼(1)의 최외곽에는 복수의 시약챔버(30)가 마련된다. 혼합 챔버(80)는 채널(45)에 의하여 복수의 시약챔버(30)와 연결된다. 채널(45)에는 밸브(55)가 마 련된다. 밸브(55)는 밸브(51)(52)와 동일한 밸브일 수 있다. 복수의 시약챔버(30)에는 고상의 시약이 수용된다. In the outermost part of the platform 1, a plurality of reagent chambers 30 are provided. The mixing chamber 80 is connected to the plurality of reagent chambers 30 by the channel 45. The channel 45 is provided with a valve 55. The valve 55 may be the same valve as the valves 51 and 52. Solid reagents are accommodated in the plurality of reagent chambers 30.

시료분석은 다음과 같은 방법으로 진행될 수 있다. 미세유동장치(105)의 희석챔버(20)에 버퍼액 또는 증류수 등의 액상의 희석액을 주입한다. 시료챔버(10)에 피검자로부터 채취한 혈액 등의 시료를 주입한다. Sample analysis can be carried out in the following manner. A diluent of a liquid such as a buffer solution or distilled water is injected into the dilution chamber 20 of the microfluidic device 105. A sample such as blood collected from the subject is injected into the sample chamber 10.

그런 다음, 미세유동장치(105)를 도 6에 도시된 바와 같은 분석기의 회전구동부(510)에 장착한다. 회전 구동부(110)는 미세유동장치(104)를 회전시킨다. 그러면, 시료챔버(10)에 수용된 시료는 원심력에 의하여 상청액이 시료챔버(10)와 원심분리부(71)에 모이며 질량이 큰 물질은 침강물 수집부(72)에 모인다. Then, the microfluidic device 105 is mounted on the rotary drive unit 510 of the analyzer as shown in FIG. The rotation driver 110 rotates the microfluidic device 104. Then, in the sample contained in the sample chamber 10, the supernatant is collected in the sample chamber 10 and the centrifugal separator 71 by centrifugal force, and the material having a large mass is collected in the sediment collector 72.

다음으로, 회전구동부(510)는 밸브(51)(52)를 각각 전자기파 발생기(530)와 대면시킨다. 전자기파가 밸브(51)(52)에 조사되면, 그 에너지에 의하여 밸브(51)(52)를 구성하는 밸브 물질이 용융된다. 미세유동장치(104)가 회전되면 원심력에 의하여 시료와 희석액은 혼합 챔버(80)로 유입된다. 혼합 챔버(80)에는 시료와 희석액이 혼합된 시료희석액이 형성된다. 시료와 희석액을 혼합하기 위하여 회전 구동부(510)는 미세유동장치(104)를 좌우로 수 회 흔드는 동작이 수행될 수 있다.Next, the rotary drive unit 510 faces the valve 51, 52 and the electromagnetic wave generator 530, respectively. When electromagnetic waves are irradiated to the valves 51 and 52, the valve substances constituting the valves 51 and 52 are melted by the energy. When the microfluidic device 104 is rotated, the sample and the diluent are introduced into the mixing chamber 80 by centrifugal force. In the mixing chamber 80, a sample diluent in which the sample and the diluent are mixed is formed. In order to mix the sample and the diluent, the rotary driver 510 may shake the microfluidic device 104 from side to side several times.

다음으로, 회전구동부(510)는 밸브(55)를 전자기파 발생기(530)와 대면시킨다. 전자기파가 밸브(55)에 조사되면, 그 에너지에 의하여 밸브(55)를 구성하는 밸브 물질이 용융되면서 채널(45)이 개방된다. 미세유동장치(104)가 회전되면 원심력에 의하여 시료희석액은 채널(45)을 통하여 시약챔버(30)로 유입된다. 고상의 시약 은 시료 희석액과 혼합되어 녹는다. 고상의 시약을 녹이기 위하여 회전 구동부(510)는 미세유동장치(104)를 좌우로 수 회 흔드는 동작이 수행될 수 있다.Next, the rotation driver 510 faces the valve 55 with the electromagnetic wave generator 530. When electromagnetic waves are irradiated to the valve 55, the channel 45 is opened while the valve material constituting the valve 55 is melted by the energy. When the microfluidic device 104 is rotated, the sample diluent is introduced into the reagent chamber 30 through the channel 45 by centrifugal force. The solid reagent is mixed with the sample diluent and dissolved. In order to dissolve the solid phase reagent, the rotation driver 510 may shake the microfluidic device 104 from side to side several times.

그런 다음, 시약챔버(30)를 검출기(520)와 대면시켜 검출하고자 하는 물질이시약챔버(30)내의 시약혼합물에 존재하는지 여부 및 그 양을 검출한다.다. Then, the reagent chamber 30 is faced with the detector 520 to detect whether the substance to be detected is present in the reagent mixture in the reagent chamber 30 and the amount thereof.

도 9에 도시된 미세유동장치(103)를 이용하여 2-스텝의 반응이 필요한 검출과정, 예를 들면, 시료로부터 HDL을 검출하는 과정을 설명한다. 이 경우에, 도 10에 도시된 바와 같이, 고상의 시약1이 제1시약챔버(33)에 수용된다. 제2시약챔버(34)에는 고상의 시약1과 시약2가 수용된다. 시약1과 시약2의 구성은 아래와 같다.Using the microfluidic device 103 shown in FIG. 9, a detection process requiring a two-step reaction, for example, a process of detecting HDL from a sample will be described. In this case, as shown in FIG. 10, the solid reagent 1 is accommodated in the first reagent chamber 33. In the second reagent chamber 34, the solid reagent 1 and the reagent 2 are accommodated. The composition of Reagent 1 and Reagent 2 is as follows.

<시약1><Reagent 1>

PIPES(Piperazine-1,4-bis(2-ethanesulfonic acid)): 30 MMOL/LPiperazine-1,4-bis (2-ethanesulfonic acid): 30 MMOL / L

4-AAP(4-aminoantipyrine): 0.9 MMOL/L4-AAP (4-aminoantipyrine): 0.9 MMOL / L

POD(peroxidese): 240 U/LPOD (peroxidese): 240 U / L

ASOD(ascobic oxidase): 2700 U/LASOD (ascobic oxidase): 2700 U / L

anti hunam b-lipoprotein antibodyanti hunam b-lipoprotein antibody

<시약2><Reagent 2>

PIPES (Piperazine-1,4-bis(2-ethanesulfonic acid)): 30 MMOL/LPIPES (Piperazine-1,4-bis (2-ethanesulfonic acid)): 30 MMOL / L

CHE(cholesterol esterase): 4000 U/LCholesterol esterase (CHE): 4000 U / L

COD(cholesterol oxidase): 20000 U/LCholesterol oxidase (COD): 20000 U / L

H-DASO(N-(2-hydrox-3sulfopropyl)-3.5-dimethoxyaniline): 0.8 MMOL/LH-DASO (N- (2-hydrox-3sulfopropyl) -3.5-dimethoxyaniline): 0.8 MMOL / L

제1시약챔버(33)에서는 시약1과 시료희석액이 혼합되어 약 37℃에서 5분 유지된다. 이 때, HDL LDL, VLDL(verylow density lipoprotein), 유미미립(chylomicron)은 가용성 HDL이 되며, 가용성 HDL은 다시 콜레스테롤과 과산화수소로 분해된다. 과산화수소는 물과 산소로 분해된다. In the first reagent chamber 33, the reagent 1 and the sample diluent are mixed and held at about 37 ° C for 5 minutes. At this time, HDL LDL, very low density lipoprotein (VLDL), chylomicron becomes soluble HDL, soluble HDL is decomposed into cholesterol and hydrogen peroxide. Hydrogen peroxide breaks down into water and oxygen.

제2시약챔버(34)에서는 시약1 및 시약2와 시료희석액이 혼합되며, 약 37℃에서 5분 유지된다. 이 때, HDL LDL, VLDL, 유미미립(chylomicron)은 시약1에 의한 효소반응에 의하여 가용성 HDL이 되며, 가용성 HDL은 다시 콜레스테논(cholestenone)과 과산화수소로 분해된다. 과산화수소는 물과 산소로 분해된다. 남아있는 HDL은 시약2와의 효소반응에 의하여 색소를 형성한다. 검출기(520)를 이용하여 제1, 제2시약챔버(33)(34)에 광을 조사하여 흡광도를 측정한다. In the second reagent chamber 34, the reagent 1, the reagent 2, and the sample dilution liquid are mixed and maintained at about 37 ° C for 5 minutes. At this time, HDL LDL, VLDL, and chylomicron become soluble HDL by the enzymatic reaction of Reagent 1, and soluble HDL is decomposed into cholestenone and hydrogen peroxide. Hydrogen peroxide breaks down into water and oxygen. The remaining HDL forms a pigment by enzymatic reaction with reagent 2. The absorbance is measured by irradiating light to the first and second reagent chambers 33 and 34 using the detector 520.

상기 두 단계의 흡광도 측정 결과로부터 HDL의 유무와 양이 측정될 수 있다.The presence or absence of HDL may be measured from the absorbance measurement results of the two steps.

도 11에는 본 발명에 따른 미세유동장치의 제4실시예가 도시되어 있다. 도 12a와 도 12b는 도 11에 도시된 본 발명에 따른 미세유동장치의 제4실시예의 단면도이다. 본 실시예의 미세유동장치(105)는 플랫폼(1)에 희석액을 수용하는 컨테이너(90)가 결합되고, 이 컨테이너(90)가 채널(43)에 의하여 희석챔버(20)와 연결된 점에서 도 9에 도시된 미세유동장치(104)와 차이가 있다. 채널(43)에는 밸브(53)가 마련될 수 있다. 밸브(53)는 전술한 바 있는 밸브(51)(52)와 동일한 밸브일 수 있다. 물론, 후술하는 리드(95)에 의하여 희석액의 흐름이 제어될 수 있으므로, 채널(43)에는 밸브(53)가 마련되지 않을 수도 있다. 11 shows a fourth embodiment of the microfluidic device according to the present invention. 12A and 12B are cross-sectional views of a fourth embodiment of the microfluidic device according to the present invention shown in FIG. In the present embodiment, the microfluidic device 105 is coupled to a container 90 containing a diluent on the platform 1, and the container 90 is connected to the dilution chamber 20 by a channel 43. There is a difference from the microfluidic device 104 shown. The channel 53 may be provided with a valve 53. The valve 53 may be the same valve as the valves 51 and 52 described above. Of course, since the flow of the diluent may be controlled by the lid 95 to be described later, the valve 53 may not be provided in the channel 43.

도 11, 도 12a, 도 12b를 참조하면, 플랫폼(1)은 서로 접착되는 상판(12)와 하판(11)이 서로 결합된 형태이다. 컨테이너(90)는 희석액을 수용할 수 있는 수용 공간(91)을 구비한다. 컨테이너(90)는 예를 들면, 열가소성 수지를 사출 성형하여 제조될 수 있으며, 플랫폼(1)에 고정된다. 수용공간(91)은 리드(lid)(95)에 의해 밀봉된다. 컨테이너(90)를 뒤집어 수용 공간(91)에 희석액을 주입하여 채우고, 리드(95)를 컨테이너(90)의 개구부(93)에 접착하여 희석액의 유출을 방지한다. 컨테이너(90)의 내부에, 희석액을 수용하고 파열 가능하게 밀봉된 유체 파우치(pouch)가 마련될 수도 있다. Referring to FIGS. 11, 12A, and 12B, the platform 1 has a shape in which the upper plate 12 and the lower plate 11 are bonded to each other. The container 90 has an accommodation space 91 for accommodating the diluent. The container 90 can be produced, for example, by injection molding a thermoplastic resin and is fixed to the platform 1. The accommodation space 91 is sealed by a lid 95. The container 90 is turned upside down to inject a diluent into the accommodating space 91 to fill it, and the lid 95 is adhered to the opening 93 of the container 90 to prevent the dilution from flowing out. Inside the container 90, a fluid pouch may be provided that receives the diluent and is rupturably sealed.

리드(95)는 컨테이너(90)로부터 채널(43)을 통한 희석액의 흐름을 제어하는 제어 수단의 일 예로서, 수용 공간(91)에 수용된 희석액의 임의적 유출을 방지하며, 외부로부터 공급되는 에너지, 예를 들면, 레이저광와 같은 전자기파의 에너지에 의해 파열 또는 용융된다.The lid 95 is an example of a control means for controlling the flow of the diluent from the container 90 through the channel 43. The lid 95 prevents an arbitrary outflow of the diluent contained in the accommodation space 91, and provides energy, supplied from the outside, For example, it is broken or melted by the energy of electromagnetic waves such as laser light.

예를 들면, 리드(95)는 금속제 박막과 이 박막에 적층된 전자기파 흡수층을 구비할 수 있다. 전자기파 흡수층은 전자기파 흡수 물질을 도포하여 형성한다. 전자기파 흡수층으로 인해 리드(95)는 외부에서 투사되는 전자기파를 흡수하여 파열 또는 용융된다. 박막은 전자기파 조사(照射)에 의해 파열 또는 용융 가능한 것이라면 금속뿐 아니라 폴리머(polymer) 등 다른 소재가 채용될 수도 있다. 컨테이너(90) 외부에서 투사된 전자기파가 컨테이너(90)를 통과하여 리드(95)에 조사될 수 있도록 컨테이너(90)의 적어도 일부는 투명하다. For example, the lead 95 may include a thin metal film and an electromagnetic wave absorbing layer laminated thereon. The electromagnetic wave absorbing layer is formed by applying an electromagnetic wave absorbing material. Due to the electromagnetic wave absorbing layer, the lead 95 absorbs and bursts or melts electromagnetic waves projected from the outside. As long as the thin film is capable of being ruptured or melted by electromagnetic wave irradiation, other materials such as a polymer may be employed as well as a metal. At least a portion of the container 90 is transparent so that electromagnetic waves projected from outside the container 90 can pass through the container 90 and irradiate the lid 95.

미세유동장치(105)를 도 6에 도시된 분석기의 회전구동부(510)에 장착하고, 전자기파 발생기(530)를 이용하여 전자기파를 일정 시간동안 리드(95)에 조사하면 도 12b에 도시된 바와 같이 리드(95)가 파열 또는 용융된다. When the microfluidic device 105 is mounted on the rotary drive unit 510 of the analyzer shown in FIG. 6, and the electromagnetic wave is irradiated to the lead 95 for a predetermined time using the electromagnetic wave generator 530, as shown in FIG. 12B. The lid 95 ruptures or melts.

다음으로, 전자기파 발생기(530)를 이용하여 밸브(53)에 전자기파를 조사하면, 밸브(53)를 구성하는 밸브물질이 용융되어 채널(43)이 개방된다. 수용 공간(91)에 수용되었던 희석액은 채널(43)을 통과하여 희석챔버(20)로 이동하여 수용된다. 이후, 분석과정은 도 9의 미세유동장치(103)를 이용한 분석과정과 동일하다.Next, when electromagnetic waves are irradiated to the valve 53 using the electromagnetic wave generator 530, the valve material constituting the valve 53 is melted to open the channel 43. The diluent that was accommodated in the accommodation space 91 passes through the channel 43 to the dilution chamber 20 to be received. Thereafter, the analysis process is the same as the analysis process using the microfluidic device 103 of FIG.

이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다. Although embodiments according to the present invention have been described above, these are merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Therefore, the protection scope of the present invention should be defined by the appended claims.

도 1은 본 발명에 따른 미세유동장치의 제1실시예를 도시한 평면도.1 is a plan view showing a first embodiment of a microfluidic device according to the present invention.

도 2는 2판 구조의 미세유동장치의 일 예를 도시한 도면.2 is a view showing an example of a microfluidic device having a two-plate structure.

도 3은 3판 구조의 미세유동장치의 일 예를 도시한 도면.3 is a view showing an example of a microfluidic device having a three-plate structure.

도 4a 내지 도 4c는 본 발명에 따른 고상 시약의 제조방법의 일 실시예를 걸명하는 도면들.4A to 4C are diagrams illustrating one embodiment of a method for preparing a solid phase reagent according to the present invention.

도 5는 밸브에 의하여 채널이 개방되는 모습을 보여주는 단면도.5 is a cross-sectional view showing the channel is opened by the valve.

도 6은 미세유동장치를 이용한 분석기의 일 예의 개략적 구성도.6 is a schematic structural diagram of an example of an analyzer using a microfluidic device.

도 7은 본 발명에 따른 미세유동장치의 제2실시예로서 디스크 타입의 플랫폼을 구비하는 실시예를 도시한 평면도.7 is a plan view showing an embodiment having a disk type platform as a second embodiment of the microfluidic device according to the present invention;

도 8은 도 7에 도시된 미세유동장치의 제2실시예의 일 변형예를 도시한 평면도.8 is a plan view showing one modification of the second embodiment of the microfluidic device shown in FIG.

도 9는 본 발명에 따른 미세유동장치의 제3실시예로서 원심분리유닛을 구비하는 실시예를 도시한 평면도.Figure 9 is a plan view showing an embodiment having a centrifugal separation unit as a third embodiment of the microfluidic device according to the present invention.

도 10은 도 9에 도시된 미세유동장치를 이용하여 2-스텝 반응에 의한 검출과정을 설명하기 위한 도면.10 is a view for explaining the detection process by the two-step reaction using the microfluidic device shown in FIG.

도 11은 본 발명에 따른 미세유동장치의 제4실시예로서 희석액을 공급하기 위한 컨테이너를 구비하는 실시예를 도시한 평면도.11 is a plan view showing an embodiment having a container for supplying a diluent as a fourth embodiment of the microfluidic device according to the present invention;

도 12a, 도 12b는 도 11의 단면도들.12A and 12B are cross-sectional views of FIG. 11;

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

1......플랫폼 11......하판1 ...... Platform 11 ...... Bottom

12......상판 13......구획판12 ...... Top 13 ... Compartment

10......시료챔버 20......희석챔버10 ...... sample chamber 20 ...... dilution chamber

30.....시약챔버 43, 45......채널30 ..... Reagent chamber 43, 45 ...... channel

51-53, 55......밸브 70......원심분리유닛51-53, 55 ...... Valve 70 ... Centrifuge Unit

71......원심분리부 72......침강물수집부71 ...... centrifuge 72 ...... Sedimentary collection part

80......혼합챔버 90......컨테이너80 ...... Mixed chamber 90 ...... Container

95......리드 100-105......미세유동장치95 ...... Lead 100-105 ...... Microfluidic device

510......회전 구동부 520......검출기510 ...... rotation drive 520 ...... detector

530......전자기파 발생기 540......어댑터530 ...... electromagnetic generator 540 ...... adapter

Claims (20)

복수의 시약 수용부가 형성된 몰드를 준비하는 단계;Preparing a mold in which a plurality of reagent receivers are formed; 상기 복수의 시약 수용부에 액상 시약을 주입하는 단계;Injecting a liquid reagent into the plurality of reagent receivers; 상기 액상 시약을 동결시키는 단계;Freezing the liquid reagent; 동결된 상기 시약을 상기 몰드로부터 분리하는 단계;Separating the frozen reagent from the mold; 상기 동결된 시약의 수분을 제거하여 건조시키는 단계;를 포함하는 고상시약의 제조방법.Removing the water of the frozen reagent and drying the solid reagent. 제1항에 있어서, 상기 건조시키는 단계는, The method of claim 1, wherein the drying step, 상기 동결된 시약에 포함된 수분을 승화시키는 단계를 포함하는 고상시약의 제조방법.Method for producing a solid phase reagent comprising the step of subliming the water contained in the frozen reagent. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 액상 시약은 검사에 사용되는 농도 이상의 농도로 농축하여 상기 복수의 시약 수용부에 주입하는 고상시약의 제조방법.The liquid reagent is concentrated to a concentration higher than the concentration used in the test method for producing a solid reagent in the plurality of reagent receiving portion. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 복수의 시약 수용부에는 적어도 두 종류 이상의 액상 시약이 수용되는 고상시약의 제조방법.Solid reagents containing at least two or more liquid reagents in the plurality of reagent receiving portion. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 복수의 수용부의 형상은 적어도 두 종류 이상인 고상시약의 제조방법.The method of manufacturing a solid reagent of the plurality of accommodating portion is at least two kinds. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 몰드는 유연한 재질인 고상시약의 제조방법.The mold is a method of manufacturing a solid reagent of a flexible material. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 시약은, 혈청(serum), AST(aspartate aminotransferase), ALB(Albumin), ALP(Alanine Phosphatase), ALT(alanine aminotransferase), AMY(Amylase), BUN(Urea Nitrogen), Ca++(calcium), CHOL(Total Cholesterol), CK(Creatin Kinase), Cl-(Chloide), CREA(Creatinine), D-BIL(Direct Bilirubin), GGT(Gamma Glutamyl Transferase), GLU(Glucose), HDL(High-Density Lipoprotein cholesterol), K+(Potassium), LDH(Lactate Dehydrogenase), LDL(Low-Density Lipoprotein cholesterol), Mg(Magnesium), PHOS(Phosphorus), Na+(Sodium), TCO2(Total Carbon Dioxide), T-BIL(Total Bilirubin), TP(Total Protein), TRIG(Triglycerides), UA(Uric Acid), ALB(Albumin), TP(Total Protein) 를 검사하기 위한 시약 중에서 선택되는 고상시약의 제조방법.The reagent is serum, aspartate aminotransferase (AST), ALB (Albumin), ALP (Alanine Phosphatase), ALT (alanine aminotransferase), AMY (Amylase), BUN (Urea Nitrogen), Ca ++ (calcium), CHOL ( Total Cholesterol), CK (Creatin Kinase), Cl- (Chloide), CREA (Creatinine), D-BIL (Direct Bilirubin), GGT (Gamma Glutamyl Transferase), GLU (Glucose), HDL (High-Density Lipoprotein Cholesterol), Potassium (K +), Lactate Dehydrogenase (LDH), Low-Density Lipoprotein Cholesterol (LDL), Magnesium (Mg), Phosphorus (PHOS), Sodium (Na +), Total Carbon Dioxide (TCO2), Total Bilirubin (T-BIL), TP (Total Protein), TRIG (Triglycerides), UA (Uric Acid), ALB (Albumin), TP (Total Protein) method for producing a solid reagent selected from the reagents for testing. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 액상 시약에는 필러가 첨가된 고상시약의 제조방법.Method for producing a solid reagent with a filler is added to the liquid reagent. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 필러는 BSA(bovine serum albumin), PEG(polyethylene glycol), 덱스트란(dextran), 마니톨(mannitol), 폴리 알코올(polyalcohol), 미요-이노시톨(myo-inositol), 시트릭 산(citric acid), EDTA2Na(ethylene diamine tetra acetic acid disodium salt), BRIJ-35(polyoxyethylene glycol dodecyl ether) 중에서 선택되는 고상시약의 제조방법.The filler is BSA (bovine serum albumin), PEG (polyethylene glycol), dextran (dextran), mannitol, polyalcohol, myo-inositol, citric acid (citric acid) , EDTA2Na (ethylene diamine tetra acetic acid disodium salt), BRIJ-35 (polyoxyethylene glycol dodecyl ether) method for producing a solid phase reagent. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 액상 시약에는 계면활성제가 첨가된 고상시약의 제조방법.The liquid reagent is a method for producing a solid phase reagent is added to the surfactant. 제10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 계면활성제는 폴리에틸렌(polyoxyethylene), 라우릴 에테르(lauryl ether), 옥토옥시놀(octoxynol), 폴리에틸렌 알킬 알코올(polyethylene alkyl alcohol), 노닐페놀 폴리에틸렌 클리콜 에테르; 에틸렌 옥사이드(nonylphenol polyethylene glycol ether; ethylene oxid), 에톡실레이티드 크리데실 알코올(ethoxylated tridecyl alcohol), 폴리옥시에틸렌 노닐페닐 에테르 포스페이트 소듐 염(polyoxyethylene nonylphenyl ether phosphate sodium salt), 소듐 도데실 설페이트(sodium dodecyl sulfate) 중에서 선택되는 고상시약의 제조방법.The surfactant may be polyethylene (polyoxyethylene), lauryl ether (lauryl ether), octoxynol, polyethylene alkyl alcohol, nonylphenol polyethylene glycol ether; Ethylene oxide (nonylphenol polyethylene glycol ether; ethylene oxid), ethoxylated tridecyl alcohol, polyoxyethylene nonylphenyl ether phosphate sodium salt, sodium dodecyl sulfate sulfate). 검사대상인 시료가 수용되는 시료챔버;A sample chamber in which a sample to be inspected is accommodated; 희석액이 수용되는 희석챔버;A dilution chamber in which a diluent is accommodated; 고상시약이 수용되는 시약챔버;A reagent chamber containing a solid phase reagent; 상기 챔버들을 연결하는 채널;을 포함하는 미세유동장치.And a channel connecting the chambers. 제12항에 있어서,The method of claim 12, 상기 채널을 통한 유체의 흐름을 제어하는 밸브;를 구비하는 미세유동장치.And a valve for controlling the flow of fluid through the channel. 제13항에 있어서,The method of claim 13, 상기 밸브는 전자기파 에너지에 의하여 열리는 물질을 밸브물질로서 사용하는 미세유동장치.The valve is a microfluidic device using a material that is opened by electromagnetic energy as a valve material. 제14항에 있어서,The method of claim 14, 상기 밸브물질은 에너지에 의하여 상이 변화되는 상전이물질 또는 열가소성 수지 중에서 선택되는 미세유동장치.The valve material is a microfluidic device selected from a phase change material or a thermoplastic resin whose phase is changed by energy. 제15항에 있어서,The method of claim 15, 상기 밸브물질은 상기 상전이 물질에 분산되고 전자기파의 에너지를 흡수하여 발열하는 미세 발열입자를 포함하는 미세유동장치.The valve material is a microfluidic device that is dispersed in the phase change material and includes micro heating particles absorbing energy of electromagnetic waves to generate heat. 복수의 챔버가 마련된 기판;A substrate provided with a plurality of chambers; 상기 복수의 챔버 중 하나 이상의 챔버에 수용되는 고상의 시약을 포함하며,A solid reagent contained in at least one of the plurality of chambers, 상기 고상의 시약은 정량의 시약인 미세유동장치.The solid phase reagent is a microfluidic device that is a quantitative reagent. 제17항에 있어서,The method of claim 17, 검사대상인 시료가 수용되는 시료챔버;A sample chamber in which a sample to be inspected is accommodated; 희석액이 수용되는 희석챔버;A dilution chamber in which a diluent is accommodated; 상기 고상시약이 수용되는 복수의 시약챔버;를 포함하는 미세유동장치.And a plurality of reagent chambers in which the solid phase reagent is accommodated. 제18항에 있어서,The method of claim 18, 상기 복수의 시약챔버에는 두 종류 이상의 상기 고상시약이 수용되며,Two or more kinds of the solid reagent are accommodated in the plurality of reagent chambers, 상기 고상시약은 그 종류에 따라 형태가 다른 미세유동장치.The solid reagent is a microfluidic device is different in shape depending on the type. 제17항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 17 to 19, 상기 복수의 챔버를 연결하는 채널;A channel connecting the plurality of chambers; 상기 채널에 설치되어 상기 채널을 통한 유체의 흐름을 제어하는 것으로서, 고화된 상태에서 상기 채널을 막고 전자기파 에너지에 의하여 용융되어 상기 채널을 개방하는 밸브;를 더 구비하는 미세유동장치.And a valve installed in the channel to control the flow of fluid through the channel, the valve blocking the channel in a solidified state and melting by electromagnetic wave energy to open the channel.
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